Владимир Борисович Брагинский и гравитационные волны

«Юноше, обдумывающему житье, решающему, делать жизнь с кого, скажу, не задумываясь — делай ее с товарища Дзержинского». Так писал Владимир Владимирович Маяковского в поэме «Хорошо!» (1927).

Юноше, обдумывающему свое научное будущее, можно посоветовать делать жизнь с Владимира Борисовича Брагинского! Делом всей жизни Владимира Борисовича было детектирование гравитационных волн. Он был первым, кто создал гравитационно-волновой детектор на кафедре физики колебаний физического факультета МГУ. И он их задетектировал…

Нижеприведенная статья знакомит читателей с научной деятельностью выдающегося ученого Владимира Борисовича Брагинского.

Главный редактор «Советского физика» К.В. Показеев

29 марта на 85-м году жизни скончался Владимир Борисович Брагинский, выдающийся ученый, профессор кафедры физики колебаний физического факультета МГУ, член-корреспондент РАН.

Владимир Борисович Брагинский родился 3 августа 1931 года в Москве. Закончив физический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, он продолжил на нем работать. Прошел путь от старшего лаборанта до заведующего кафедрой и заведующего радиоотделением физического факультета МГУ. В 1959 году он защитил кандидатскую диссертацию, в 1967 г. — докторскую, в 1969 г. получил звание профессора. В 1990 г. В.Б. Брагинский был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР. Он является автором более 250 статей и четырех монографий в области фундаментальной физики. Входит в число наиболее цитируемых ученых России.

В.Б. Брагинский был великолепным физиком-экспериментатором. В 1955 г. он начал работать над проблемами взаимной синхронизации клистронов и применения переходного излучения в СВЧ электронике. В 1965 г. В.Б. Брагинский первым обратил внимание на существование весьма значительного потенциального резерва чувствительности в экспериментах с пробными телами, когда трение в измерительном осцилляторе достаточно мало, так что время релаксации много больше времени измерения. В этом случае можно регистрировать изменение энергии в осцилляторе, много меньшее равновесной тепловой энергии, что было продемонстрировано В.Б. Брагинским в экспериментах. Он предсказал существование предела чувствительности координатных измерений квантового происхождения, который теперь называется стандартным квантовым пределом, предложил и обосновал принципы нового класса измерений — квантово-невозмущающих измерений.

В.Б. Брагинский всегда ставил перед собой и учениками сверхзадачи, как он их называл, относящиеся к самым фундаментальным проблемам физики. Вместе с коллегами он выполнил ряд таких экспериментов. При поиске свободных кварков с дробным зарядом было установлено равенство модулей электрических зарядов протона и электрона на уровне 10-21. Сраведливость принципа эквивалентности гравитационной и инертной масс была установлена на уровне 10-12 с достоверностью 0,95. Отсутствие свободных кварков, продемонстрированное В.Б. Брагинским и подтвержденное другими экспериментаторами, послужило исходной посылкой для создания глюонной модели. Разрабатывая различные методики опытов с пробными телами, он предсказал и экспериментально продемонстрировал эффекты пондеромоторного трения и жёсткости для осциллятора, находящегося в электромагнитном поле резонатора. Эти эффекты лежат в основе многих современных достижений в области макроскопической квантовой механики, в частности, оптического охлаждения микро- и наноосцилляторов до нулевого состояния. Совместно с коллегами В.Б. Брагинский открыл существование фундаментального механизма потерь электромагнитных волн в кристаллических диэлектриках, что позволило создать диэлектрические СВЧ резонаторы из лейкосапфира с добротностью, превышающей 109, а также оптические микрорезонаторы с модами шепчущей галереи, обладающие рекордной добротностью, разработал несколько ключевых элементов в детекторах гравитационных волн, в частности, подвес пробной массы с временем релаксации больше 5 лет. В.Б. Брагинским вместе с коллегами было предсказано существование нескольких новых физических эффектов: спин-квадрупольный гравитационный эффект, трение, порождаемое нулевыми колебаниями вакуума, фундаментальные термоупругие и терморефрактивные флуктуации, параметрическая нестабильность в высокодобротных оптических резонаторах.

Делом всей жизни В.Б. Брагинского были работы по детектированию гравитационных волн. Он был первым, кто создал гравитационно-волновой детектор на кафедре физики колебаний физического факультета МГУ, проверил и не подтвердил результаты Вебера по детектированию сигналов гравитационных волн. Хотя попытка Вебера оказалась неудачной, она положила начало исследованиям по созданию гравитационно-волновых детекторов. Сначала это были детекторы Веберовского типа, но более совершенные. Здесь ключевым моментом, который всегда подчеркивался В.Б. Брагинским, являлось достижение максимальной добротности для механических мод колебаний цилиндра — детектора, а также его охлаждение, что позволяло значительно уменьшить тепловой шум. Было экспериментально продемонстрировано, что такие материалы, как сапфир и кремний, позволяют получить много большие значения механической добротности, чем традиционно используемый алюминий. В это же время В.Б. Брагинский начал развивать теорию квантовых измерений в приложении к гравитационно-волновым детекторам. Однако создание более чувствительных детекторов этого типа в различных лабораториях мира не привело к обнаружению гравитационных волн. В конце 80-х годов В.Б. Брагинский вместе с о своей группой активно включился в создание лазерных интерферометрических гравитационно-волновых детекторов. С 1992 года возглавляемая им научная группа участвует в международном научном проекте по созданию лазерного интерферометрического детектора гравитационных волн LIGO, который был успешно реализован в 2015 г., когда впервые были обнаружены гравитационные волны от слияния двух черных дыр.

В.Б. Брагинский не только выдающийся российский ученый, но и Учитель с большой буквы. Он был создателем и руководителем научной школы, широко известной в нашей стране и за рубежом своими фундаментальными физическими исследованиями. Отличительной чертой В.Б. Брагинского являлось умение привлекать к исследованиям талантливых студентов и щедро делиться с ними накопленным опытом. Из 34 подготовленных им кандидатов наук 12 стали докторами, из них 7 работают профессорами на разных кафедрах физического факультета МГУ. Другие его ученики успешно работают в институтах РАН и за рубежом.

Плодотворная научная и педагогическая деятельность В.Б. Брагинского снискали ему заслуженное уважение физического сообщества. Он награжден Президиумом АН СССР золотой медалью им. П.Н. Лебедева и медалью Ф. Шиллера от Йенского университета (Германия). В.Б. Брагинский является лауреатом международных премий Фэйрчальда (США) и Гумбольдта (Германия), почетным зарубежным членом Американской Академии Искусств и Наук, членом Европейской академии, иностранным членом Национальной академии наук США.

В.Б. Брагинский навсегда останется в памяти коллег и учеников как необычайно яркий человек, обладающий огромной эрудицией и физической интуицией, общение с которым оставило глубокий след и влияние на многих людей.

И.А. Биленко, С.П. Вятчанин, М.Л. Городецкий, В.П. Митрофанов, С.Е. Стрыгин, Л.Г. Прохоров, Ф.Я. Халили